柔性电子(Flexible electronics)指可设计成可弯曲、可拉伸、适应各种表面的一类电子设备和电路。它们被广泛地用于制造柔性显示器、传感器、人造皮肤、电池、电容等可植入的生物电子设备等。然而,基于各种传统薄膜基材的柔性电子表现出有限的空气和水分渗透性,影响穿着的舒适度,长期使用甚至会对健康产生不良影响。因此,设计并制备长期、连续和高可靠性的超软、渗透性和可拉伸电子产品具有重要意义。
电纺纳米纤维(Electrospun Nanofibers)因其通透性、柔韧性、可拉伸性以及对三维曲面的适形性,已成为制造柔性电子器件的重要基材。电纺纳米纤维高的比表面积,提高器件的灵敏度和响应时间。其次,电纺纳米纤维的多孔结构不仅有助于功能材料的掺入,而且还可有效地模拟细胞外基质的结构特征。更重要的是,电纺丝工艺的可扩展性和低廉的成本使其更适合大规模生产柔性电子元件。
近日,上海理工大学王世革教授、李贵生教授&香港大学徐立之教授团队发表综述,深入探讨了以电纺纳米纤维为基材的柔性电子器件的进展,并探索了它们的多样化和创新性应用。介绍了静电纺丝技术制备纤维的原料和工艺种类,总结了电纺纳米纤维作为衬底的柔性传感器、柔性能量传感器以及其他柔性器的最新进展,并对这一领域的发展趋势进行了展望。该综述以"Research Progress of Flexible Electronic Devices Based on Electrospun Nanofibers"为题发表在《ACS Nano》上。上海理工大学材料与化学系王世革教授为文章第一作者,上海理工大学材料与化学系李贵生教授,香港大学机械系徐立之教授为文章的通讯作者。
图1.多种基于静电纺纳米纤维的柔性电子产品的图示。
图2.几种典型的柔性器件。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c13106
作者简介:
王世革,教授、博导。从事无机非金属类生物材料、医用高分子材料的设计及其应用。近年来关注生物材料 (如高分子微球、聚合物水凝胶等)的应用及其相关产品研发。在 Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Biomaterials, ACS Nano等知名期刊发表 SCI 论文 110 余篇(IF 大于 10 论文 30 余篇),他引超过 7000 次,H 因子 45,多篇论文入选 ESI 高被引论 文。主持科研项目包括国家自然科学基金面上基金等课题10余项。入选上海市晨光学者、上海市科技启明星、扬帆计划等人才计划。现为香港大学访问学者,港大先进医学仪器中心科学家。
李贵生,教授(三级),博士生导师,上海市东方学者、曙光学者,上海理工大学材料与化学学院院长,主要从事环境催化研究工作,基于光/光电环境催化绿色技术,对环境污染物(水和气)进行控制处理与资源化。目前担任中国光化学与光催化专业委员会委员,中国感光学会光催化专业委员会委员,上海市无机化学委员会委员,上海市物理化学委员会副主任,上海市新材料协会副会长等。以通讯或第一作者身份在环境与能源各类重要国际SCI期刊上发表了近130余篇高质量论文,包括J. Am. Chem. Soc., Adv. Energy Mater., Adv. Func. Mater., Environ. Sci. Technol., ACS Nano., Appl. Catal. B-Environ., Nano Energy等,其中有20余篇论文入选全球引用前1%ESI高被引论文,同行他引用达8000余次,h-因子为50。目前完成及主持国家自然科学基金青年、面上项目等,获得中国专利授权11项,获2022年度上海市自然科学二等奖(排名第一),连续两年入选全球前2%“终身影响力顶尖科学家”和“2023年度全球前2%年度影响力顶尖科学家”。近三年面向本科生主要承担了《无机非金属材料学(英)》、《材料科学前沿》和《环境友好材料》三门课程,面向研究生主要承担了《纳米材料》等课程,指导研究生获第十届大学生新材料创新创意大赛二等奖和三等奖各一项。荣获中国高等教育学会“校企合作双百计划(2021年度)典型案例一项(《需求和问题双导向的协同育人实践基地建设》)。
徐立之,香港大学机械工程系助理教授。2009年本科毕业于北京航空航天大学高等工程学院(导师吕广宏教授);2014年博士毕业于美国伊利诺伊大学香槟分校材料工程系(导师John Rogers教授);2015-2018年于美国密歇根大学化学工程系从事博士后研究(合作导师Nicholas Kotov教授)。2018年至今任教于香港大学机械工程系。研究方向为柔性仿生材料及生物集成器件。成立独立课题组以来,主持香港特区政府研究基金项目7项,以通讯作者在Nature Communications、 Science Advances、 Advanced Materials等期刊发表论文10余篇,申请专利6项。获得2020 Croucher Innovation Award提名、2023 Microsystem & Nanoengineering青年科学家奖、2024 GCIM Early Career Award、2024 iCANX Young Scientist Award等荣誉。更多信息可参考课题组网页:https://www.xulizhi.hku.hk/。